10.1.2　肺換氣功能障礙

肺換氣是肺泡氣與血液之間氣體交換的過程。肺換氣功能障礙包括彌散障礙、肺泡通氣與血流比例失調(diào)以及解剖分流增加。

10.1.2.1　彌散障礙

彌散障礙(diffusion impairment)是指由肺泡膜面積減少或肺泡膜異常增厚和彌散時間縮短所引起的氣體交換障礙。肺泡與血流經(jīng)肺泡-毛細(xì)血管膜(下簡稱肺泡膜)進(jìn)行氣體交換的過程是一個物理性彌散過程。單位時間內(nèi)氣體彌散的速度取決于肺泡膜兩側(cè)的氣體分壓差、肺泡的面積與厚度和氣體的彌散能力，彌散能力又與氣體的相對分子質(zhì)量和溶解度相關(guān)。此外，氣體總彌散量還決定于血液與肺泡接觸的時間。

(1)彌散障礙的原因

1)肺泡膜面積減少　正常成人約有6億個肺泡，總面積約為80 m²，靜息呼吸時參與換氣的肺泡表面積35～40 m²，運(yùn)動時增加。由于儲備量大，因此只有當(dāng)肺泡膜面積減少到正常的1/4～1/3時，才會引起換氣功能障礙，肺實(shí)變、肺不張、肺葉切除時可使肺泡膜面積減少。

2)肺泡膜厚度增加　氣體從肺泡腔到達(dá)紅細(xì)胞內(nèi)還需經(jīng)過肺泡表面的肺泡上皮、毛細(xì)血管內(nèi)皮及二者共有的基底膜、液體層、管內(nèi)血漿層和紅細(xì)胞膜，但厚度約6μm。故正常氣體交換是很快的。當(dāng)肺水腫、肺泡透明膜形成、肺纖維化、肺泡毛細(xì)血管擴(kuò)張或稀血癥導(dǎo)致血漿層變厚時，可因肺泡膜通透性降低或彌散距離增寬而影響氣體彌散。

3)血與肺泡接觸時間過短　正常靜息時，血液流經(jīng)肺泡毛細(xì)血管的時間約為0.75 s，而只需0.25 s血紅蛋白即可完全氧合。肺泡膜面積減少和厚度增加的病人，雖然肺毛細(xì)血管的血液中氧分壓上升較慢，但一般在安靜時肺內(nèi)氣體交換仍可達(dá)到平衡，因而不致產(chǎn)生低氧血癥，往往只是在體力負(fù)荷增大時，血液和肺泡接觸時間縮短時才發(fā)生明顯的彌散障礙，從而引起低氧血癥。

(2)彌散障礙時的血?dú)庾兓怏w通過肺泡膜的彌散速度與該氣體的跨肺泡膜壓以及該氣體在肺泡膜的溶解度成正比，與該氣體的相對分子質(zhì)量的平方根成反比。CO₂相對分子質(zhì)量比O₂大，但CO₂在水中的溶解度是O₂的20.8倍。在相同的跨肺泡膜壓下CO₂的彌散速度約為O₂的20.3倍。所以在發(fā)生彌散障礙時，血液中的CO₂能夠很快地彌散入肺泡，肺泡氣-動脈血CO₂分壓差不升高，而只表現(xiàn)為PaO₂降低。PaCO₂根據(jù)代償性通氣的程度可正常(肺泡通氣量正常時)或降低(代償性通氣過度時)。

10.1.2.2　肺泡通氣/血流比例失調(diào)(ventilation-perfusion imbalance)

肺部疾病時，肺的總通氣量與總血流量有時可以正常，但通氣與血流的分布不均勻以及比例的嚴(yán)重失調(diào)，可使病人不能進(jìn)行有效的換氣，是肺部疾病引起呼吸衰竭最常見的原因。

成人在靜息狀態(tài)下，肺泡每分通氣量(V_A)約為4 L/min，肺血流量(Q)約為5 L/min，二者的比率(V_A/Q)約為0.8。健康人肺的各部分通氣與血流的分布也都不是均勻的。直立位時，肺泡的通氣量和血流量都是自上而下遞增的，而血流量的上下差別更大，其結(jié)果是各部肺泡的V_A/Q比率自上而下遞減。在正常青年人V_A/Q比率的變動范圍自上而下為0.6～3；隨著年齡增大，變動范圍擴(kuò)大。盡管如此，PaO₂和PaCO₂最終仍可維持在正常范圍。肺部疾病時，由于肺病變輕重程度與分布的不均勻，使各部分肺的通氣與血流比例失調(diào)，因而使肺泡通氣/血流比例嚴(yán)重失調(diào)，導(dǎo)致?lián)Q氣功能障礙。

(1)肺泡通氣與血流比例失調(diào)的類型

1)部分肺泡通氣不足　見于支氣管哮喘、慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫等引起的氣道阻塞，肺纖維化及肺水腫等引起的限制性通氣障礙的分布不均勻。肺泡通氣明顯減少而血流未相應(yīng)減少，靜脈血未經(jīng)充分氧合，類似動-靜脈短路，又稱功能性分流，其V_A/Q降低。

2)部分肺泡血流不足　見于肺血管病變。如肺動脈栓塞、彌散性血管內(nèi)凝血、肺動脈炎、肺血管收縮等引起?；疾糠闻菅魃俣舛?，肺泡氣不能充分利用，又稱無效腔樣通氣。其V_A/Q增高。

(2)肺泡通氣與血流比例失調(diào)時的血?dú)庾兓o論是部分肺泡通氣不足引起的功能性分流增加，還是部分肺泡血流不足引起的功能性無效腔增加，均可導(dǎo)致PaO₂降低，PaCO₂可正常、降低或升高。

10.1.2.3　解剖分流增加

生理情況下肺內(nèi)有一部分靜脈血經(jīng)支氣管靜脈和極少數(shù)的肺內(nèi)動-靜脈交通支直接流入肺靜脈，稱“短路”(shunt)或右-左分流。在支氣管擴(kuò)張，肺實(shí)變和肺不張時，可增加解剖分流，使靜脈血摻雜顯著增多而引起血液氣體異常。

呼吸衰竭的發(fā)生機(jī)制中，單純的通氣不足、彌散障礙、肺內(nèi)短路增加或肺泡V_A/Q比例失調(diào)是較少的，這些因素往往同時存在或相繼發(fā)生作用。如成人呼吸窘迫綜合征、慢性阻塞性肺病等。